新能源汽車用鋰離子動力電池循環(huán)壽命技術規(guī)范

新能源汽車用鋰離子動力電池循環(huán)壽命技術規(guī)范本文件規(guī)定了新能源汽車動力電池的標準循環(huán)壽命的要求、試驗方法、檢驗規(guī)則和工況循環(huán)壽命的試驗方法和檢驗規(guī)則。本文件適用于M1類乘用車動力電池。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T19596GB/T31484GB/T38146.1電動汽車能量消耗量和續(xù)駛里程試驗方法第1部分：輕型汽車電動汽車術語電動汽車用動力蓄電池循環(huán)壽命要求及試驗方法中國汽車行駛工況第1部分：輕型汽車3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1電池單體batterycell將化學能與電能進行相互轉換的基本單元裝置。[來源：GB38031-2020，3.1，有修改]3.2電池模塊batterymodule將一個以上電池單體按照串聯、并聯或串并聯方式組合，并作為電源使用的組合體。[來源：GB38031-2020，3.2]3.3電池包batterypack具有從外部獲得電能并可對外輸出電能的單元。通常包括電池模塊、電池管理模塊、電池箱及相應附件（冷卻部件、連接線纜等）。[來源：GB38031-2020，3.3]3.4電池系統batterysystem一個或一個以上的電池包及相應附件（管理系統、高壓電路、低壓電路及機械總成等）構成的能量存儲裝置。[來源：GB38031-2020，3.4]3.5額定容量ratedcapacity2以制造商規(guī)定的條件測得的并由制造商申明的電池單體、模塊、電池包或系統的容量值。通常用安時（Ah）或毫安時（mAh）來表示。[來源：GB38031-2020，3.7]3.6實際容量actualcapacity以制造商規(guī)定的條件，從完全充電的電池單體、模塊、電池包或系統中釋放的容量值。[來源：GB38031-2020，3.8]3.7初始容量initialcapacity新出廠的動力電池，在室溫下，完全充電后，以1I1（A）電流放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止條件時所放出的容量（Ah）。[來源：GB/T31484-2015，3.7]3.8初始能量initialenergy新出廠的動力電池，在室溫下，完全充電后，以1I1（A）電流放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止條件時所放出的能量（Wh）。[來源：GB/T31484-2015，3.8]3.9循環(huán)壽命cyclelife在指定的充放電終止條件下，以特定的充放電制度進行充放電，動力電池在不能滿足壽命終止標準前所能進行的循環(huán)數。[來源：GB/T19596-2017，3.3.3.12.1.1]3.10荷電狀態(tài)stateofcharge；SOC當前電池單體、模塊、電池包或系統中按照制造商規(guī)定的放電條件可以釋放的容量占可用容量的百分比。[來源：GB38031-2020，3.9]3.11直流電阻directcurrentresistance；DCR電池在直流電路中的電阻，它反映了電池內部由于材料、結構等因素導致的電子流動的阻礙程度。4符號下列符號適用于本文件。C1——1小時率額定容量(Ah)；I1——1小時率放電電流，其數值等于C1(A)；Cn1——1小時率實際放電容量（Ah）；In1——1小時率實際放電電流，其數值等于Cn1(A)。35要求5.1室溫放電容量（初始容量）5.1.1電池單體放電容量應不低于額定容量，并且不超過額定容量的110%，同時所有測試樣品初始容量極差不大于初始容量平均值的5%。5.1.2電池模組和系統放電容量應不低于額定容量，并且不超過額定容量的110%，同時所有測試樣品初始容量極差不大于初始容量平均值的7%。5.2標準循環(huán)壽命進行標準循環(huán)壽命測試時，樣品的循環(huán)次數達到500次時放電容量應不低于初始容量的95%，DCR增長率不高于15%，功率衰減率不大于0.5%；或者循環(huán)次數達到1000次時放電容量應不低于初始容量的85%，DCR增長率不高于25%，功率衰減率不大于1%。5.3加速循環(huán)壽命進行加速循環(huán)壽命測試時，同等條件下循環(huán)次數應不低于常溫循環(huán)的60%。5.4工況循環(huán)壽命新能源乘用車混動及純電鋰電池進行工況循環(huán)壽命測試時，總放電能量與電池初始能量的比值達500時，計算放電容量和5s放電功率。6試驗方法6.1試驗條件6.1.1一般條件6.1.1.1除另有規(guī)定外，試驗應在溫度為24℃±5℃、相對濕度為15%~90%，大氣壓力為86KPa~106KPa的環(huán)境中進行。本標準所提到的室溫是25℃±2℃,高溫是45±2℃。6.1.1.2測試樣品交付時需要包含必要的操作文件，以及和測試設備相連所需的接口部件（如連接器，插頭，包括冷卻接口）。供應商需要提供電池包或系統的工作限值，以保證整個測試過程的安全。6.1.1.3充電方法:a)對于鋰離子動力電池，室溫下，按照企業(yè)規(guī)定的、不超過70min的充電方法進行充電；b)若企業(yè)未提供充電方法，則以I1(A)電流恒流充電至企業(yè)規(guī)定的充電終止電壓時轉恒壓充電，至充電終止電流降至0.05I1(A)時停止充電，充電后擱置1h(或企業(yè)規(guī)定的不高于1h的擱置時間)。6.1.1.4容量和能量測試方法：a)以1I1（A）放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止條件；b)擱置不低于30min或企業(yè)規(guī)定的擱置時間（不高于60min）；c)按照6.1.1.3方法充電；d)擱置不低于30min或企業(yè)規(guī)定的擱置時間（不高于60min）；e)以1I1（A）放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止條件；f)計算步驟；e)放電容量（以Ah計）和放電能量（以Wh計）。6.1.1.5調整SOC至試驗目標值n%的方法：a)按照6.1.1.3方法充電；b)擱置不低于30min或企業(yè)規(guī)定的擱置時間（不高于60min）；c)以1In1恒流放電（100-n）/100h。6.1.1.6功率測試方法：a)按照6.1.1.5方法調整樣品SOC至50%；b)擱置30min；c)以企業(yè)規(guī)定的最大電流放電5s，試驗后以1I1（A）放電至規(guī)定的放電終止條件；d)計算步驟c）最后一個數據采集點的功率（W）。6.1.1.7DCR測試方法：4a)按照6.1.1.5方法調整樣品SOC至20%；b)擱置30min；c)按下表進行充放電測試；表1直流放電內阻測試方法放電靜置充電靜置放電靜置充電靜置放電靜置充電靜置0.5I100.05I1000.05I102I100.05I10200s400sd)取不同放電倍率最后一秒的電流和電壓值，通過三點斜率法作出I-V曲線，斜率即為放電6.1.1.8本標準中室溫容量和能量（6.1.1.4）和室溫功率（6.1.1.6）測試適應于動力電池單體、模塊或系統；標準循環(huán)壽命測試（6.4）適用于動力電池單體和模組；工況循環(huán)壽命測試（6.5.1）適用于模組和系統。6.1.1.9動力電池放電電流符號為正，充電電流符號為負。6.2室溫容量和能量（初始容量和能量）室溫下，按照6.1.1.4方法測試容量和能量5次，當連續(xù)3次試驗結果的極差小于額定容量的3%時，可提前結束試驗，取最后3次試驗結果平均值。6.3室溫功率（初始功率）室溫下，按照6.1.1.6方法測試功率。6.4標準循環(huán)壽命按照如下步驟測試標準循環(huán)壽命：a)以1I1(A)或企業(yè)規(guī)定的放電電流放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止條件；b)室溫下熱平衡；c)按照6.1.1.3方法充電；d)室溫下熱平衡；e)以1I1(A)或企業(yè)規(guī)定的放電電流放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止條件，記錄放電容量；f)按照b)~e)連續(xù)循環(huán)500次，若放電容量高于初始容量的95%，則終止試驗;若放電容量低于初始容量的95%，則繼續(xù)循環(huán)500次；g)計量室溫放電容量和放電能量。6.5加速循環(huán)壽命按照如下步驟測試標準加速循環(huán)壽命：a)以1I1(A)或企業(yè)規(guī)定的放電電流放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止條件；b)高溫下熱平衡；c)按照6.1.1.3方法充電；d)高溫下熱平衡；e)以1I1(A)或企業(yè)規(guī)定的放電電流放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止條件，記錄放電容量；f)按照b)~e)連續(xù)循環(huán)300次，若放電容量高于初始容量的95%，則終止試驗;若放電容量低于初始容量的95%，則繼續(xù)循環(huán)300次；g)計量高溫放電容量和放電能量。6.6工況循環(huán)壽命6.6.1混合動力乘用車用功率型動力電池該循環(huán)測試由兩部分組成，一個是“主放電工況”，其放電量略多于充電量，如圖1和表2所示；另一個是“主充電工況”，其充電量略多于放電量，如圖2和表3所示。整個測試步驟如表3所示，由主充電工況和主放電工況組成的大循環(huán)SOC波動示意圖如圖3所示。圖1混合動力乘用車用功率型動力電池主放電工況表2混合動力乘用車用功率型動力電池主放電工況試驗步驟ssA%8I1508I10-1.5I11-4I1408I108I10-1.5I11-4I1406圖2混合動力乘用車用功率型動力電池主充電工況t表3混合動力乘用車用功率型動力電池主充電工況試驗步驟ssA%88-4I1-1.5I14058I1-1.5I18-4I130圖3混合動力乘用車用功率型動力電池大循環(huán)SOC波動示意圖6.6.2純電動乘用車用能量型動力電池該循環(huán)測試由兩部分組成，充電部分按照6.1.1.3所示，放電部分按照圖4和表4所示的“主放電工況”進行。整個測試步驟如表5所示，由主放電工況組成的SOC波動示意圖如圖5所示。圖4純電動乘用車用能量型動力電池主放電工況圖表4混合動力乘用車用功率型動力電池工況循環(huán)壽命測試步驟123—企業(yè)規(guī)定的放電終止條件4—企業(yè)規(guī)定的充電終止條件56789），表5純電動乘用車用能量型動力電池主放電工況試驗步驟ssA%3I14-1I137-1/3I153I1-1I13-1/3I158圖5純電動乘用車用能量型動力電池大循環(huán)SOC波動示意圖表6純電動乘用車用能量型動力電池工況循